STEAM教育-三個皮匠報告百科

STEAM教育是什么

STEAM是科學(Science)，技術(Technology)，工程(Engineering)，藝術(Art)，數學(Mathematics)英文首字母的縮略語，最早是由美國國家科學基金會提出。它的核心理念跨學科融合，將多門學科有機的融合在一起，而不是單一學科知識的利用，這樣使得知識成為一個體系，能更好地將其利用到實際生活當中，真正提高學生解決問題的能力。在課程的實際開展過程中，通常由老師提出一個研究課題或者問題情景，學生通過在STEAM課程中所掌握的技術，多個學科的知識，提出自己的創意，制定自己的解決方案，利用材料與工具將自己的方案以某種更為美觀形式展現出來，接著不斷地對方案作品設計進行完善改進，得到最終作品。隨著時代的需要，以及教育的實質需求，英國文化學習聯盟提出加入藝術(Art)，讓學生在作品制作的過程中，也能培養學生的美學素養，學生能夠設計制作出兼具實用和美感的作品^[1]

STEAM教育核心內容

STEAM教育重點是加強對學生五個方面的教育：

(1)科學素養，即運用科學知識(如物理、化學、生物科學和地球空間科學)理解自然界并參與影響自然界的過程；

(2)技術素養，也就是使用、管理、理解和評價技術的能力；

(3)工程素養，即對技術工程設計與開發過程的理解；

(4)數學素養，也就是學生發現、表達、解釋和解決多種情境下的數學問題的能力；

(5)藝術素養，即培養審美觀念、鑒賞能力和創作能力

steam教育

STEAM教育課程類型

實踐中按側重點不同，可分為科學素養類、機器人(編程)類和軟件編程類，同一機構往往同時開設多類課程

(1)科學素養類

側重科學素養。百度百科，國際上普遍將科學素養概括為三個組成部分，即對于科學知識達到基本的了解程度；對科學的研究過程和方法達到基本的了解程度；對于科學技術對社會和個人所產生的影響達到基本的了解程度。課程形式主要是從日常場景出發，以科學實驗方式進行學習和探索，通常會配備教具盒子。典型案例有火星人俱樂部、鯊魚公園、玩創Lab等

(2)機器人編程類

側重工程素養。工程學(engineering)詞源為拉丁文ingenium(意為“巧妙”)和ingeniare(意為“設計”)，指通過研究與實踐應用數學、自然科學、社會學等基礎學科的知識，達到改良各行業中現有土木建筑、機械、電機電子、儀器和加工步驟的設計和應用方式的一門學科。課程形式主要是以積木、機器人等為核心教學器材，突出動手能力，同時可能配備一定的軟件編程功能。典型案例有樂高活動中心、優必選

(3)軟件編程類

側重信息技術素養。STEAM中的Technology主要指信息技術，主要是應用計算機科學和通信技術來設計、開發、安裝和部署信息系統及應用軟件。課程形式：通過軟件進行計算機語言的學習，如圖形化編程(Scratch等)、Python及C++等，學習計算機編程語言同時培養計算機編程思維。典型案例：編程貓、迷你創想等^[2]。

STEAM教育與創客教育的區別

創客教育中，創客一詞起源于“Maker”，原意為出于興趣與愛好，努力把各種創意轉變為現實的人?！皠摽徒逃笔莿摽臀幕c教育的結合，基于學生興趣，以項目學習的方式，使用數字化工具，倡導造物，鼓勵分享。培養跨學科解決問題能力、團隊協作能力和創新能力的一種素質教育。創客教育以造物的形式培養學生綜合實踐能力，對培養學生的想象力、創造性思維能力、觀察能力、動手能力、創新能力、自學能力和程序性知識掌握具有重要作用。

STEAM教育與創客教育雖然都是建立在跨學科的基礎之上，但STEAM教育并不等于創客教育

(1)本質區別

STEAM教育是因解決傳統分科教育弊端而產生的，其本質上是由科學、技術、工程、藝術、數學五門學科組成，涉及科目明確，重在強調多科目知識融合，核心在于跨學科教學。

創客教育是以造物的形式培養學生綜合實踐能力的一種工程教育，在創物的過程中同樣涉及到多學科知識及跨學科運用，但其綜合性來源課程本身，是創客教育根據自身需求而做出的選擇，產品的創造性才是它的核心。

(2)情境區別

STEAM教育是基于搭建某種場景的學習，問題多來自教師的設定和引導，即便學生提出自己的問題，也常在共同討論的專題內。問題的解決需要學生運用多學科知識自主完成學習場景的搭建，是一種從無到有的過程。

創客教育是基于某種情景的學習，問題主要來源于學生，偏重鍛煉學生的創造能力。但在解決問題過程中，學校會把3D打印，機器人，物聯網，電子開源硬件等各種學習的情景給孩子們搭建好，重在培養創意思維的能力。

(3)導向區別

STEAM教育傾向于培養學生動手實驗的能力及綜合解決問題的能力，強調培養學生跨學科的多元思維，但并不在乎最終的作品結果，是一種以過程為導向的教育。

創客教育強調學生要設計和制作自己的作品和產品，在這個過程中，學生可以借用不同的工具，使用多種理論知識，甚至與其他創客交流設計。但一定要有成品，是以結果為導向的教育。

(4)師生角色定位區別

在STEAM教學中，教師角色更多的是教學設計者、活動組織者、知識講授者和學習引導者等，角色多元，且需要不同教師相互配合，共同來引導學生完成項目。學生則是參與者，獨立參與整個項目，或在小組中協作完成跨學科的學習。

在創客教育中，學生更傾向于獨立的創造者，問題由學生思考提出，需要學生自己具備創意思維，再借助現實工具來解決問題，展示成果。教師則多扮演支持者的角色，不會過多干預學生的想法，不需要預設太多的問題或教授固定的知識體系，僅為學生搭建好創作環境^[3]。

STEAM教育的特點

①跨學科性

STEAM教育注重引導學生運用多學科知識來解決真實情境中存在的問題，促使學生從多方面思考問題、激發創新潛能，并注重引導學生進行創造性活動，開拓人文視野、積累審美經驗，從而進一步發展學生的科學素養和人文素養。

②藝術性

STEAM教育與STEM教育的最大區別在于A的加入，A貫穿了STEAM教育的各個環節。例如，情境創設中需要教師的語言藝術；工程的完成和技術的應用中需要學生的手工藝術；產品的交流、匯報中需要學生的肢體藝術及語言藝術。A的融入能更有效地培養學生的創造力與鑒賞力。

③體驗性

STEAM教育注重引導學生通過參與動手動腦的創造性活動，學會用科學的觀點、方法，討論解決現實生活中的復雜問題。

④趣味性

STEAM教育注重激發學生學習的主動性和趣味性，引導學生通過分享獲得快樂感，通過創造性活動獲得成就感。

⑤情境性

STEAM教育注重引導學生思考并處理真實復雜情境中的問題，對相關知識進行遷移應用，從而培養學生善于發現問題，并能夠通過創造性方式解決問題的能力。

⑥設計性

STEAM教育注重引導學生依據科學與數學的規律進行設計實踐，在實踐活動中將科學、數學、技術與工程進行有機地整合，通過設計、展示創造性作品，從而獲得成就感，維持學習動機。

⑦合作性

STEAM教育注重引導學生在自主學習的基礎上，通過與他人合作交流，從而產生思維碰撞，獲得解決問題的最佳方法與途徑^[4]。

STEAM與STEM的關系

STEM是科學、技術、工程、數學的英文首字母縮寫。STEM來自于美國，是一種基于學習項目的科技人才培養機制。有部分學者認為STEM過多的關注理科教學而忽視了女性更擅長的人文學科，于是在其基礎上加入了“Arts”，使其更具社會人文色彩。需特別注意的是，STEAM教育是STEM教育的衍生品，它的出現并沒有取代原有的STEM教育，兩者是相對獨立的。STEM意在培養有助于提升國家競爭力的科技人才，而STEAM更加傾向于培養全面發展的未來社會合格公民。

STEAM教育的起源與發展

在如今全球教育的熱點當中，STEAM教育無疑是最大的熱點，從國際上看來，美國、韓國、日本、澳大利亞、以色列等教育強國都在不斷推進STEAM課程，已經將其重要性提升到了國家高度。

早在20世紀60年代末期，美國就已經形成了綜合課程，該課程的源起是20世紀60年代“知識爆炸”所引起的大量分支學科的出現，并且在大環境下，人們發現為了更好的解決越來越多的綜合性、復雜性的生活實際問題，如果只是利用單一學科知識，很多現有問題無法解決，因此綜合學科的出現至關重要，學生利用多學科知識才能更有效地解決問題。在這個階段，出現的“科學-工程-方法”課程設計，被稱為綜合理科課程。

到了20世紀80年代，美國國家科學委員會發表了《尼爾報告》，將“科學、數學、工程和技術”集合成為一體，稱作SMET教育，并指明了方向，而這就是STEM教育的開端，真正課程融合的概念也從這時候形成。不同于上個時期的理科綜合課程，從由幾門課程的簡單拼接，到著重學科間的綜合性。這樣的轉變，不再僅局限于以某一科為重點，其他科目起輔助的作用，同樣重視項目中所涉及到的學科，都是項目開展過程中的中心。

同期的1985年，美國科學促進協會(AAAS)制定“2061計劃”，該計劃的初衷是當2061年彗星再次降臨地球時，美國的青少年能夠適應科學技術和社會生活的大規模發展變化，提出的從20世紀80年代中期至21世紀初在基礎教育階段科學、數學和技術教育改革的三步設想。在報告中明確規定了兒童到青少年需要掌握的基本內容、學科概念、方法技能等，以及學科間的有機聯系。在計劃中對于課程內容設計的規定非常明確：在各學科進行有機融合時，需要注重其融合方式，使得課程的開展能夠符合學生的學情發展，并且保護學生的個性發揮；規定學生學習的方式不應該采用填鴨式學習方法，而是注重培養學生的基本觀點和技能的學習提升。

進入21世紀，STEM教育的概念首次被美國國家自然科學基金會(NSF)提出來，將之前的SMET轉變成為STEM，它延續了之前SMET跨學科理科課程教育的模式，并且不再局限于實驗學校進行這樣的跨學科課程，而是將STEM教育普及化，帶到美國的各個學校，讓每個學生都能夠接收到STEM教育，至此STEM教育就此誕生^[1]。